Syntézy Purinů

Naposledy Aktualizován dne 4. února 2021 podle Sagar Aryal

jsou dvě cesty syntézy purinových nukleotidů:

1. De Novo syntézy, a
2. Salvage pathway.

De novo syntéze Purinů

de novo syntézy purinových nukleotidů znamená, že pomocí phosphoribose , aminokyseliny , jeden uhlík jednotek a CO2 jako suroviny pro syntézu purinových nukleotidů od začátku. Je to hlavní cesta syntézy nukleotidů.

Umístění

Purinové syntézy se vyskytuje ve všech tkáních. Hlavní místo syntézy purinů je v játrech a v omezené míře v mozku.

• substráty: ribóza-5-fosfát; glycin; glutamin; H2O; ATP; CO2; aspartát.
• produkty: GMP; AMP; glutamát; fumarát; H2O.

Přehled dráhy

• Ribóza-5-fosfát (jak je stanoveno v pentóza-fosfátová dráha) je převeden do PRPP (Phosphoribosyl pyrofosforečnan) PRPP syntetázy, v kroku vyžadujícím ATP.
• v daném kroku procesu se pak k prpp přidá α-aminoskupina z glutaminu za vzniku 5-fosforibosylaminu. Tato reakce je katalyzována glutaminovou prpp amidinotransferázou.
• série devíti reakcí vede k tvorbě IMP (inosin 5 ‚ – monofosfát).
• IMP pak může být transformován buď na GMP IMP dehydrogenázou, nebo na AMP adenylosukcinát syntetázou .

reakce dráhy

(1) purinová báze se syntetizuje na ribózové části.

(a) 5′-Phosphoribosyl 1′-pyrofosfát (PRPP), který poskytuje ribóza skupinu, reaguje s glutaminem tvoří phosphoribosylamine. Tento první krok v biosyntéze purinů produkuje N9 purinového kruhu a je inhibován AMP a GMP.

(b) celá molekula glycinu se přidává k rostoucímu purinovému prekurzoru. Pak se C8 přidá formyl-FH4, N3 glutaminem, C6 CO2, N1 aspartátem a C2 formyl-FH4.

(c) IMP, který obsahuje základní hypoxanthin, je generován. IMP se štěpí v játrech. Jeho volná báze nebo nukleosid putuje do různých tkání, kde je přeměněna na nukleotid.

(2) IMP je prekurzorem AMP i GMP.

(a) každý produkt inhibicí zpětné vazby reguluje svou vlastní syntézu z bodu větve IMP a také inhibuje počáteční krok v cestě.

(b) AMP A GMP mohou být fosforylovány na úroveň trifosfátu.

(c) nukleotidové trifosfáty (ATP a GTP) mohou být použity pro energeticky náročné procesy nebo pro syntézu RNA.

(3) snížení ribóza skupinu, aby deoxyribose dochází na difosfát úrovni a je katalyzována ribonukleotid reduktázu, která vyžaduje protein thioredoxin.

(a) po fosforylování difosfátů lze dATP a dGTP použít pro syntézu DNA.

(4) purinové báze mohou být zachráněny a převedeny mezi volnými bázemi, nukleotidy a nukleosidy řadou reakcí.

důležité enzymy a regulace

• PRPP syntetáza: inhibována AMP, IMP a GMP.
• glutamin PRPP amidinotransferáza: inhibována AMP, IMP a GMP.
• IMP dehydrogenáza: inhibována GMP.
• Adenylosukcinát syntetáza: inhibována AMP.

Farmakologické Inhibitory

i když není prokázáno, tetrahydrofolate je zapojen do dvou reakce de novo syntézy purinů. Analogy kyseliny listové, jako je methotrexát, inhibují tvorbu tetrahydrofolátu a narušují tak syntézu purinů.

purinová záchranná cesta

záchranná dráha je cesta, ve které jsou nukleotidy syntetizovány z meziproduktů v degradační dráze pro nukleotidy.

umístění

syntéza purinů záchrannými cestami probíhá ve všech tkáních. To je zvláště důležité v mozku a kostní dřeni.

• substráty: hypoxanthin; PRPP; guanin; adenin.
• produkty: GMP; AMP; IMP.

Přehled Dráhy

• Základy z degradovaných nukleových kyselin může být převeden zpět do purinových nukleotidů přes záchranné cesty.
• Hypoxanthin může být v kombinaci s PRPP (který se chová jako dárce ribóza-5-fosfát) tvoří IMP v reakce katalyzovány Hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferáza (HGPRT).
• IMP může být následně transformován na AMP nebo GMP pomocí posledních několika kroků cesty de novo syntézy purinů.
• HGPRT také katalyzuje reakci, která kombinuje PRPP s guanin tvoří GMP.
• adenin fosforibosyltransferáza konvertuje adenin a PRPP za vzniku AMP.

důležité enzymy a regulace

• HGPRT: inhibováno IMP a GMP.
• adenin fosforibosyltransferáza: inhibována AMP.

Spojené Nemoc

Deficitem HGPRT vede k Lesch-Nyhan, který se vyznačuje self-zmrzačení a poškození CNS.

význam syntézy purinů

1. puriny slouží jako stavební kameny nukleových kyselin.
2. ATP hraje důležitou roli v transformaci energie.
3. ATP, ADP a AMP mohou fungovat jako alosterické regulátory a podílet se na regulaci mnoha metabolických cest.
4. ATP zahrnuje kovalentní modifikaci enzymů. ohledy.
5. cGMP jsou sekundární poslové.
6. záchranné dráhy se používají k regeneraci bází a nukleosidů, které vznikají během degradace RNA a DNA.
7. ve srovnání s de novo cestou je záchranná cesta energeticky úsporná.
8. v tkáních mozku a kostní dřeně je záchranná cesta jedinou cestou syntézy nukleotidů.

1. Smith, C. M., Marek, A. D., Lieberman, M. A., Marek, D. B., & Marek, D. B. (2005). Marksova základní lékařská biochemie: klinický přístup. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
2. https://www.slideshare.net/hirapure/de-novo-and-salvage-pathway-of-purines
3. Rodwell, V. W., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Weil, P. A., & Bender D. A. (2015). Harper ‚ s illustrated biochemistry (30.). New York, NY: McGraw-Hill Education LLC.
4. John W.Pelley, Edward F. Goljan (2011). Biochemie. Třetí vydání. Philadelphia: USA.